KR102725376B1

KR102725376B1 - Tap changer barrier in power transformer

Info

Publication number: KR102725376B1
Application number: KR1020217043174A
Authority: KR
Inventors: 하랄드 헤드스텐; 예안 마타에; 망누스 스반베리; 안데르스 씨 요한손; 크리스토페르 올로프크비스트; 케빈 케타비
Original assignee: 히타치 에너지 리미티드
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2024-11-01

Abstract

본 발명은 유체 충전 전력 변압기를 위한 온-로드 탭 체인저 (OLTC)(1)에 관한 것이다. OLTC는 전력 변압기의 변압기 탱크 내의 전기 절연 변압기 유체(13)로부터 OLTC의 전기 절연 탭 체인저 유체(3)를 분리하도록 밀봉식으로 배열되는 배리어(2)를 포함한다. OLTC는 또한, 탭 체인저 유체 내에 배열되고 배리어의 백보드(16)의 내측면(9a)에 고정된 전환기 스위치 유닛(4)을 포함한다. OLTC는 또한 변압기 유체 내에 배열되고 백보드의 외측면(9b)에 고정된 탭 선택기 유닛(5)을 포함한다. 전환기 스위치 유닛 및 탭 선택기 유닛은 백보드에서의 위상 홀들을 통해 서로 갈바닉적으로 연결되고, 백보드가 원형, 타원형 또는 포물선형 실린더, 바람직하게는 원형 실린더의 종방향 엔벨로프 단면과 같이 성형되도록 백보드는 아치형으로 이루어진다.The present invention relates to an on-load tap changer (OLTC) (1) for a fluid-filled power transformer. The OLTC comprises a barrier (2) which is hermetically arranged to separate an electrically insulating tap changer fluid (3) of the OLTC from an electrically insulating transformer fluid (13) in a transformer tank of the power transformer. The OLTC also comprises a changeover switch unit (4) which is arranged in the tap changer fluid and is fixed to an inner side (9a) of a backboard (16) of the barrier. The OLTC also comprises a tap selector unit (5) which is arranged in the transformer fluid and is fixed to an outer side (9b) of the backboard. The changeover switch unit and the tap selector unit are galvanically connected to one another via phase holes in the backboard, the backboard being formed in an arched shape such that the backboard is shaped like a longitudinal envelope cross-section of a circular, elliptical or parabolic cylinder, preferably a circular cylinder.

Description

Tap changer barrier in power transformer

기술 분야Technical field

본 발명은 유체 충전 전력 변압기용 온-로드 탭 체인저(OLTC)에 관한 것이다.The present invention relates to an on-load tap changer (OLTC) for a fluid-filled power transformer.

배경background

탭 체인저 배리어 시스템은 전환기 스위치들에 의해 형성된 입자들에 의해 오염되기 쉬운 탭 체인저 절연 유체를 변압기의 절연 유체로부터 분리하기 위해 사용된다. 전형적으로, 배리어 시스템의 백보드는 변압기 액체와 OLTC 사이의 계면에서 압력 차이와 구조적 변형을 견딜 수 있도록 평평하고 비교적 두껍다. 이들 두꺼운 배리어들의 문제점은 공간을 많이 차지한다는 점, 강한 전기장으로부터의 응력 릴리스가 어렵다는 점, 균질한 재료로 제조하기가 어렵고 수축 균열과 내부 블리스터(blister)가 쉽게 생기는 점을 포함한다. 따라서, 두꺼운 배리어들은 또한, 특히 변압기 건조 프로세스를 통과하는 경우에 바람직할 수도 있는 에폭시 유리 시스템과 같은 양호한 구조적 재료가 사용되는 경우, 사용될 수 있는 제조 방법의 수를 감소시킨다.Tap changer barrier systems are used to separate the tap changer insulating fluid, which is susceptible to contamination by particles formed by the changeover switches, from the transformer insulating fluid. Typically, the backboard of the barrier system is flat and relatively thick to withstand the pressure differential and structural deformation at the interface between the transformer fluid and the OLTC. Problems with these thick barriers include that they are space-consuming, difficult to release stresses from strong electric fields, difficult to manufacture from a homogeneous material, and prone to shrinkage cracking and internal blisters. Thus, thick barriers also reduce the number of manufacturing methods that can be used, especially when good structural materials such as epoxy glass systems are used, which may be desirable when passing through a transformer drying process.

JP는 더 높은 압력을 갖는 변압기 내의 가스를 더 낮은 압력을 갖는 OLTC 내의 가스로부터 분리하기 위한 절연된 격벽 배리어를 갖는 가스 OLTC를 개시한다.JP discloses a gas OLTC having an insulated baffle barrier to separate gas within the transformer having a higher pressure from gas within the OLTC having a lower pressure.

요약summation

본 발명의 목적은 변압기의 절연 유체로부터 탭 체인저의 절연 유체를 분리하기 위한 개선된 배리어를 제공하여, 변압기 유체의 오염을 피할 뿐만 아니라, 전력 변압기의 동작 동안 변압기 유체의 압력 변화로부터 탭 체인저를 보호하기 위한 것이다. 탭 체인저는 본 명세서에 예시된 바와 같이 전형적으로 OLTC이다.An object of the present invention is to provide an improved barrier for separating the insulating fluid of a tap changer from the insulating fluid of a transformer, thereby avoiding contamination of the transformer fluid and protecting the tap changer from pressure changes of the transformer fluid during operation of a power transformer. The tap changer is typically an OLTC as exemplified herein.

본 발명의 일 양태에 따르면, 유체 충전 전력 변압기(fluid-filled power transformer)를 위한 온-로드 탭 체인저(On-Load Tap Changer; OLTC)가 제공된다. OLTC는 전력 변압기의 변압기 탱크 내의 전기 절연 변압기 유체로부터 OLTC의 전기 절연 탭 체인저 유체를 분리하도록 밀봉식으로 배열되는(sealingly arranged) 배리어(barrier)를 포함한다. OLTC는 또한 탭 체인저 유체 내에 배열되고 배리어의 백보드(backboard)의 내측면(inside surface)에 고정되는 전환기 스위치 유닛(diverter switch unit)을 포함한다. OLTC는 또한 변압기 유체 내에 배열되고 백보드의 외측면(outside surface)에 고정되는 탭 선택기 유닛(tap selector unit)을 포함한다. 상기 전환기 스위치 유닛과 탭 선택기 유닛은 백보드에서의 위상 홀들(phase holes)을 통하여 서로 갈바닉적으로(galvanically) 연결되고, 백보드가 원형, 타원형 또는 포물선형 실린더, 바람직하게는 원형 실린더의 종방향 엔벨로프 단면(longitudinal envelope section)과 같이 성형되도록 백보드는 아치형으로 이루어진다.According to one aspect of the present invention, an on-load tap changer (OLTC) for a fluid-filled power transformer is provided. The OLTC includes a barrier sealingly arranged to separate electrically insulating tap changer fluid of the OLTC from electrically insulating transformer fluid within a transformer tank of the power transformer. The OLTC also includes a diverter switch unit arranged within the tap changer fluid and secured to an inside surface of a backboard of the barrier. The OLTC also includes a tap selector unit arranged within the transformer fluid and secured to an outside surface of the backboard. The above-described changeover switch unit and the tap selector unit are galvanically connected to each other through phase holes in the backboard, and the backboard is formed in an arched shape so that the backboard is shaped like a circular, elliptical or parabolic cylinder, preferably a longitudinal envelope section of a circular cylinder.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 전력 변압기의 변압기 탱크 내의 전기 절연 변압기 유체로부터 OLTC의 전기 절연 탭 체인저 유체를 분리하기 위한, 배리어의 아치형 백보드, 또는 상기 백보드를 포함하는 배리어가 제공된다. 백보드는, 탭 체인저 유체 내에 배열되고 백보드의 내측면에 고정된 전환기 스위치 유닛이 변압기 유체 내에 배열되고 백보드의 외측면에 고정된 탭 선택기 유닛과 예를 들어 전기적으로(electrically)(예를 들어, 갈바닉적으로(galvanically)) 및/또는 기계적으로(mechanically) 연통하도록 허용하기 위한 위상 홀들을 포함한다. 백보드는 또한 배리어가 OLTC 내에 밀봉식으로 배열되도록 허용하기 위해 백보드의 종방향 단부 표면들(longitudinal end surfaces)을 따른, 내부 또는 외부 표면, 바람직하게는 외부 표면에 키웨이(keyway)를 포함한다. 백보드는 원형, 타원형 또는 포물선형 실린더, 바람직하게는 원형 실린더의 종방향 엔벨로프 단면과 같은 모양을 갖도록 아치형으로 된다.According to another aspect of the present invention, an arched backboard of a barrier, or a barrier comprising said backboard, is provided for separating an electrically insulating tap changer fluid of an OLTC from an electrically insulating transformer fluid within a transformer tank of a power transformer. The backboard comprises phase holes for allowing a changeover switch unit arranged within the tap changer fluid and secured to an inner surface of the backboard to communicate, for example, electrically (for example, galvanically) and/or mechanically, with a tap selector unit arranged within the transformer fluid and secured to an outer surface of the backboard. The backboard also comprises keyways along longitudinal end surfaces of the backboard, preferably on the outer surface, for allowing the barrier to be arranged sealingly within the OLTC. The backboard is arched so as to have a shape like a longitudinal envelope cross-section of a circular, elliptical or parabolic cylinder, preferably a circular cylinder.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 개시의 OLTC의 실시양태를 포함하는 유체 충전 전력 변압기가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a fluid filled power transformer comprising an embodiment of the OLTC of the present disclosure is provided.

배리어, 또는 보다 구체적으로 그것의 백보드를 아치형 형상으로 설계함으로써, 배리어는 변형 없이 압력 변화들에 더 잘 견딜 수 있고(예를 들어, 평평한 배리어가 되기 쉬운 것처럼 안쪽으로 또는 바깥쪽으로 휘어짐), 따라서 더 얇게 만들어질 수도 있다. 더 얇은 배리어는 더 적은 공간을 차지하고, 더 적은 재료를 사용하고, 전기장의 문제를 감소시키는 이점들을 갖는다. 또한 아치형 형태를 사용하면 배리어가 보다 공간 효율적인 방식으로 탭 체인저에 통합될 수 있으므로 탭 체인저가 보다 콤팩트(compact)하고 부피가 작게 만든다.By designing the barrier, or more specifically its backboard, in an arched shape, the barrier can better withstand pressure changes without deforming (e.g., bending inward or outward as a flat barrier would tend to do), and can therefore be made thinner. A thinner barrier has the advantages of taking up less space, using less material, and reducing the problems of electric fields. The use of an arched shape also allows the barrier to be integrated into the tap changer in a more space-efficient manner, making the tap changer more compact and less bulky.

배리어 백보드는 배리어가 변압기의 건조 프로세스를 통과하도록 허용하기 위한 적절한 재료, 예를 들어, 탭 체인저와 변압기 액체, 예를 들어, 변압기 오일, 에스테르 액체 또는 다른 전기 절연 유체 사이에서 압력 차이들 및 이와 연관된 임의의 구조적 변형을 견디기 위해 또한 적합할 수도 있는 에폭시 유리 재료, 예를 들어, 필라멘트 권취로 제조될 수 있다.The barrier backboard may be manufactured from a suitable material, e.g., filament wound, to allow the barrier to pass through the drying process of the transformer, e.g., an epoxy glass material which may also be suitable to withstand pressure differences and any structural deformations associated therewith between the tap changer and the transformer liquid, e.g., transformer oil, ester liquid or other electrical insulating fluid.

양태들 중 임의의 것의 임의의 특징이, 적절한 경우, 임의의 다른 양태에 적용될 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 마찬가지로, 양태들 중 임의의 것의 임의의 이점은 다른 양태들 중 임의의 것에 적용될 수도 있다. 첨부된 실시양태들의 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 이하의 상세한 설명으로부터, 첨부된 종속 청구항들로부터 그리고 도면들로부터 명백할 것이다.It should be noted that any feature of any of the embodiments may, where appropriate, be applied to any other embodiment. Likewise, any advantage of any of the embodiments may be applied to any of the other embodiments. Other objects, features and advantages of the appended embodiments will be apparent from the following detailed description, from the appended dependent claims and from the drawings.

일반적으로, 청구항들에서 사용된 모든 용어들은 본 명세서에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한 당해 기술 분야에서의 그것들의 통상적인 의미에 따라 해석되어야 한다. "단수/부정관사/정관사의 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등” 에 대한 모든 언급들은 달리 명시적으로 진술되지 않는 한, 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등의 적어도 하나의 인스턴스를 지칭하는 것으로 개방적으로 해석되어야 한다. 본 명세서에 개시된 임의의 방법의 단계들은, 명시적으로 진술되지 않는 한, 개시된 정확한 순서로 수행되어야 하는 것은 아니다. 본 개시의 상이한 특징들/컴포넌트들에 대한 "제 1", "제 2" 등의 사용은 특징들/컴포넌트들을 다른 유사한 특징들/컴포넌트들과 구별하기 위한 것일 뿐이고 특징들/컴포넌트들에 임의의 순서 또는 계층을 부여하기 위한 것이 아니다.In general, all terms used in the claims are to be construed according to their ordinary meaning in the art unless otherwise expressly defined herein. All references to "an element, an apparatus, a component, a means, a step, etc." should be open-ended to refer to at least one instance of the element, apparatus, component, means, step, etc., unless expressly stated otherwise. The steps of any method disclosed herein are not required to be performed in the precise order disclosed unless expressly stated otherwise. Use of "first," "second," etc. with respect to different features/components of the present disclosure is only intended to distinguish the features/components from other similar features/components and is not intended to impose any order or hierarchy on the features/components.

도면들의 간단한 설명
실시양태들이 첨부 도면들을 참조하여 예시적으로 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시양태에 따른, OLTC를 포함하는 액체 충전 전력 변압기의 개략적인 측단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시양태에 따른, OLTC의 개략적인 측단면도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시양태에 따른, OLTC용 아치형 백보드(arched backboard)의 일 실시양태의 개략적인 사시도이다. Brief description of the drawings
Embodiments will be exemplarily described with reference to the attached drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view of a liquid-filled power transformer including an OLTC according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional side view of an OLTC according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view of one embodiment of an arched backboard for OLTC according to one embodiment of the present invention.

상세한 설명 Detailed Description

실시양태들이 이제, 소정의 실시양태들이 도시되는 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 보다 충분하게 설명될 것이다. 그러나, 많은 상이한 형태들의 다른 실시양태들이 본 개시의 범위 내에서 가능하다. 오히려, 이하의 실시양태들은 본 개시가 철저하고 완전하게 될 수 있도록 예시적으로 제공되고, 본 개시의 범위를 당업자에게 완전히 전달할 것이다. 동일한 참조부호들은 설명 전체에 걸쳐 동일한 엘리먼트들을 가리킨다.Embodiments will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which certain embodiments are illustrated. It will be understood, however, that many other embodiments in different forms are possible within the scope of the present disclosure. Rather, the following embodiments are provided by way of example so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the present disclosure to those skilled in the art. Like reference numerals refer to like elements throughout the description.

도 1 은 변압기의 변압기 권선(windings)(14)을 절연시키기 위해 배열된 가스 또는 액체, 전형적으로 예를 들어 오일 또는 에스테르 액체와 같은 전기 절연 유체(13)로 충전된(filled) 유체 충전 변압기(10)인 전형적으로 OLTC인 탭 체인저(1)를 포함하는 전력 변압기(10)를 예시한다. 변압기(10)는 변압기 권선(14)을 둘러싸고 절연 유체(13)를 유지하는 변압기 탱크(11)를 포함하고, 이는 탭 체인저가 배열될 수도 있는 벽(12), 전형적으로 측벽, 예를 들어 수직 측벽(12)을 갖는다.Figure 1 illustrates a power transformer (10) including a tap changer (1), typically an OLTC, which is a fluid filled transformer (10) filled with an electrical insulating fluid (13), such as a gas or liquid, typically an oil or an ester liquid, arranged to insulate the transformer windings (14) of the transformer. The transformer (10) includes a transformer tank (11) surrounding the transformer windings (14) and holding the insulating fluid (13), which has a wall (12), typically a side wall, for example a vertical side wall (12), on which the tap changer may be arranged.

탭 체인저(1)는 변압기 권선(14)의 각각의 위상 권선을 따라 상이한 교류(AC) 위상들을 상이한 탭들에 연결하도록 배열되어, 변압기(10)의 전력 출력을 제어한다.The tap changer (1) is arranged to connect different alternating current (AC) phases to different taps along each phase winding of the transformer winding (14), thereby controlling the power output of the transformer (10).

도 2 는 예를 들어 도 1 에서와 같이 전력 변압기(10)의 벽(12)에 배열된 탭 체인저(1)를 예시한다. 탭 체인저(1)는 배리어(2)와 함께 가스 또는 액체, 전형적으로 액체, 예를 들어 오일 또는 에스테르 액체와 같은 전기 절연 탭 체인저 유체(3)를 유지하는 인클로저(enclosure)를 형성하는 탭 체인저 탱크(15)를 포함할 수도 있다. 배리어(2)는 배리어의 알루미늄과 같은 금속 프로파일들(8)에 의해 탭 체인저 탱크(15)에 밀봉식으로 고정되어, 탭 체인저 유체(3)는 배리어(2)의 다른 측의 변압기 유체(13)로부터 분리되어 유지된다. 따라서, 배리어는 변압기 유체뿐만 아니라 탭-교환기 유체에 대해 불침투성(impervious)이다. 일부 실시양태들에서, 배리어(2)는 변압기 탱크(11)에 직접, 예를 들어 그 측면(12)에 고정될 수도 있고, 이에 의해 변압기 유체로부터 탭 체인저 유체를 분리하기 위한 탭 체인저 탱크(15)가 필요하지 않을 수도 있다.Fig. 2 illustrates a tap changer (1) arranged in a wall (12) of a power transformer (10), for example as in Fig. 1. The tap changer (1) may include a tap changer tank (15) which forms an enclosure for holding an electrically insulating tap changer fluid (3), such as a gas or a liquid, typically a liquid, for example an oil or an ester liquid, together with a barrier (2). The barrier (2) is hermetically secured to the tap changer tank (15) by metal profiles (8), such as aluminum, of the barrier, so that the tap changer fluid (3) is kept separate from the transformer fluid (13) on the other side of the barrier (2). Thus, the barrier is impervious not only to the transformer fluid but also to the tap-changer fluid. In some embodiments, the barrier (2) may be secured directly to the transformer tank (11), for example to a side (12) thereof, thereby eliminating the need for a tap changer tank (15) to separate the tap changer fluid from the transformer fluid.

탭 체인저(1)는, 탭 체인저 탱크(15)의 내부에 배열되며 배리어(2)의 내부에 배열되는 전환기 스위치 유닛(4), 및 변압기 탱크(11) 내에 배열되며 배리어(2)의 외부에 배열되는 선택기 스위치 유닛(5)을 포함한다. 전환기 스위치 유닛(4)의 전환기 스위치들은 배리어(2)의 백보드(16)에서의 위상 홀들(33)(도 3 참조)을 통해 탭 선택기 유닛(5)의 탭 선택기(들)(통상적으로 위상 당 하나)와 갈바닉적(galvanic) 전기 통신한다. 탭 체인저 유체(3)로부터 변압기 유체(13)를 분리하고, 따라서, 예를 들어, 전환기 스위치 유닛(4)에 의해 형성된 오염물들에 의한 변압기 유체(13)의 오염을 방지하기 위해, 전환기 스위치 및/또는 탭 선택기 유닛(4, 5)은 백보드(16)의 각각의 측들(9)의 위상 홀들(33) 주위에 밀봉식으로 배열된다. 따라서, 전환기 스위치 유닛(4)은 백보드(16)의 내측면(9a)에 고정되고, 탭 선택기 유닛(5)은 예를 들어, 위상 홀들에서 몇몇 밀봉 수단을 통해 백보드의 외측면(9b)에 고정된다.The tap changer (1) comprises a changeover switch unit (4) arranged inside the tap changer tank (15) and inside the barrier (2), and a selector switch unit (5) arranged inside the transformer tank (11) and outside the barrier (2). The changeover switches of the changeover switch unit (4) are in galvanic electrical communication with the tap selector(s) (typically one per phase) of the tap selector unit (5) via phase holes (33) in the backboard (16) of the barrier (2) (see FIG. 3). In order to separate the transformer fluid (13) from the tap changer fluid (3) and thus prevent contamination of the transformer fluid (13) by contaminants formed by, for example, the changeover switches and/or the tap selector units (4, 5) are arranged sealingly around the phase holes (33) on the respective sides (9) of the backboard (16). Accordingly, the changeover switch unit (4) is fixed to the inner side (9a) of the backboard (16), and the tap selector unit (5) is fixed to the outer side (9b) of the backboard, for example, through some sealing means in the phase holes.

탭 체인저(1)는 또한 통상적으로 전환기 스위치 유닛(4)의 전환기 스위치들을 구동하기 위한 모터(6) 및 구동 샤프트(7)를 포함할 수도 있다.The tap changer (1) may also typically include a motor (6) and a drive shaft (7) for driving the changeover switches of the changeover switch unit (4).

본 발명의 실시양태들에 따르면, 백보드(16)는 변압기(10)의 내부 및 권선들(14)의 방향으로 일반적으로 외향으로 아치형이지만, 일부 실시양태들에서 대신에 내향으로 아치형일 수도 있다. 따라서, 내부 또는 외부 표면(9a 또는 9b), 바람직하게는 외부 표면(9b)은 볼록한 형상을 갖고, 다른 표면(9b 또는 9a), 바람직하게는 내부 표면(9a)은 오목한 형상을 갖는다. 아칭(arching)은 2차원일 수도 있지만, 통상적으로, 백보드가 실린더, 예를 들어 원형, 타원형 또는 포물선형 실린더, 바람직하게는 원형의 종방향 엔벨로프 단면과 같은 형상을 갖도록 (백보드(16)의 평면에 수직이고 배리어(2)의 종축(36)(도 3 참조)을 따르는) 단지 1 차원일 수도 있다.According to embodiments of the present invention, the backboard (16) is generally outwardly arched in the direction of the interior of the transformer (10) and the windings (14), although in some embodiments it may instead be inwardly arched. Thus, the inner or outer surface (9a or 9b), preferably the outer surface (9b), has a convex shape, and the other surface (9b or 9a), preferably the inner surface (9a), has a concave shape. The arching may be two-dimensional, but typically it may be only one-dimensional (perpendicular to the plane of the backboard (16) and along the longitudinal axis (36) of the barrier (2) (see FIG. 3 )) so that the backboard has a shape such as a longitudinal envelope cross-section of a cylinder, for example a circular, elliptical or parabolic cylinder, preferably circular.

배리어(2)를 아치형 형상으로 설계함으로써, 변형없이 압력 변화에 더 잘 견딜 수 있어 더 얇게 만들어질 수도 있다. 대신에 종래 기술에 따라 평평한 배리어가 사용되는 경우, 배리어의 어느 일방 측에 인가된 압력은 배리어가 각각 안쪽으로 또는 바깥쪽으로 구부러지는 결과를 초래할 것이고, 이는 훨씬 더 두껍고 따라서 덜 유연한 백보드가 사용되지 않는 한, 예를 들어 탭 체인저 탱크 또는 변압기 탱크와 배리어의 계면에서 절연 유체의 누출 위험을 또한 증가시킬 것이다. 본 발명의 더 얇은 배리어는 더 적은 공간을 차지하는 것, 더 적은 재료를 사용하는 것, 및 전기장들과의 문제들(백보드(16)의 절연 재료 및 절연 재료 표면들의 응력 릴리스(stress release))을 감소시키는 것을 포함하는 이점들을 갖는다. 아치형 형태는 또한, 배리어가 더 공간 효율적인 방식으로 탭 체인저(1)에 통합되도록 허용하여, 탭 체인저를 더 콤팩트하고 부피가 더 적게 할 수 있다.By designing the barrier (2) in an arched shape, it can be made thinner, as it can better withstand pressure changes without deformation. If instead a flat barrier were used as in the prior art, pressure applied to either side of the barrier would result in the barrier bending inwards or outwards respectively, which would also increase the risk of leakage of insulating fluid at the interface of the barrier with the tap changer tank or transformer tank, for example, unless a much thicker and therefore less flexible backboard is used. The thinner barrier of the present invention has the advantages of taking up less space, using less material, and reducing problems with electric fields (stress release of the insulating material of the backboard (16) and the insulating material surfaces). The arched shape also allows the barrier to be integrated into the tap changer (1) in a more space-efficient manner, resulting in a more compact and less bulky tap changer.

전통적으로, 평평한 배리어를 사용하여, 백보드의 두께는 백보드 폭의 약 5% 정도였다. 그러나, 본 발명의 일부 실시양태들에 따르면, 백보드 폭의 5% 미만, 예를 들어, 약 2%와 같은, 1-4%의 백보드 두께는 동일한 부하들이 비교될 때 충분할 수도 있다. 이는 주로 아치형 형상으로 인한 것이지만 아치형 형상을 사용할 때 사용할 수 있는 개선된 재료로 인한 것이기도 하다. 백보드(16)는 일례로서 에폭시 유리 재료(epoxy glass material)(39)로 필라멘트 와인딩(filament winding)과 같은 잘 제어된 프로세스에 의해 제조될 수도 있다. 이러한 재료를 이용함으로써, 변압기(10)의 건조 프로세스(drying process)에도 백보드가 손상되지 않고 포함될 수 있다.Traditionally, with flat barriers, the thickness of the backboard has been about 5% of the backboard width. However, according to some embodiments of the present invention, a backboard thickness of less than 5% of the backboard width, for example, 1-4%, such as about 2%, may be sufficient when the same loads are compared. This is primarily due to the arched shape, but also due to improved materials that can be used when utilizing the arched shape. The backboard (16) may be manufactured by a well-controlled process, such as filament winding, with an epoxy glass material (39), for example. By utilizing such a material, the backboard can be included in the drying process of the transformer (10) without being damaged.

도 3 은 예를 들어, 도 2 와 관련하여 설명된 바와 같은 아치형 백보드(16)의 일 실시양태를 예시한다. 백보드는 일부 실시양태들에서 또한 백보드의 대칭축일 수도 있는 종축(36)을 가질 수도 있다. 백보드는 3상 AC 시스템의 각 상에 대해 하나씩, 위상 홀들(33), 여기서는 3개의 위상 홀들(33a, 33b 및 33c)을 포함한다.FIG. 3 illustrates one embodiment of an arched backboard (16), for example, as described in connection with FIG. 2. The backboard may in some embodiments also have a longitudinal axis (36), which may be the axis of symmetry of the backboard. The backboard includes phase holes (33), here three phase holes (33a, 33b and 33c), one for each phase of a three-phase AC system.

백보드는 종축(36)을 따라 아치형이기 때문에, 그것은 2개의 실질적으로 직선이고 전형적으로 평행한 종방향 측면들(34a 및 34b) 및 2개의 만곡되고 전형적으로 평행한 횡방향 측면들(35a 및 35b)을 포함할 수도 있다. 백보드의 아치형 형태는, 배리어의 외측면(9b)에 가해지는 압력의 힘이 전형적으로 탭 체인저 탱크(15)에 대한 그들의 계면들/고정부들에서 종방향 측면들(34)에 의해 흡수된다는 것을 의미한다.Since the backboard is arched along its longitudinal axis (36), it may include two substantially straight and typically parallel longitudinal sides (34a and 34b) and two curved and typically parallel transverse sides (35a and 35b). The arched shape of the backboard means that the pressure force applied to the outer surface (9b) of the barrier is typically absorbed by the longitudinal sides (34) at their interfaces/fixations to the tap changer tank (15).

각각의 종방향 키웨이들(38a 및 38b)은 외측면(9b)에서 각각의 종방향 측면들(34a 및 34b)을 따라 배열될 수도 있고, 예를 들어 탭 체인저 탱크(15) 또는 변압기 탱크(11)에 배리어(2)를 밀봉식으로 체결하기 위해, 예를 들어 프로파일들(8)을 포함하는 고정 시스템의 대응하는 키들과 협력하도록(또는 그들과 맞물리도록) 배열될 수도 있다. 따라서, 백보드의 내측면(9a)에 가해지는 압력의 힘은 고정 시스템과의 계면들에서 키웨이들(38)에 의해 취해질 수도 있다. 백보드(16)가 대신에 안쪽으로 아치형이면, 키웨이들(38)은 대신에 내측면(9a)에 배열될 수도 있다.Each of the longitudinal keyways (38a and 38b) may be arranged along the respective longitudinal side faces (34a and 34b) at the outer side face (9b) and may be arranged to cooperate with (or engage with) corresponding keys of a fastening system comprising, for example, profiles (8), for sealingly fastening the barrier (2) to a tap changer tank (15) or a transformer tank (11). Thus, the force of the pressure exerted on the inner side face (9a) of the backboard may be taken up by the keyways (38) at the interfaces with the fastening system. If the backboard (16) is instead arched inwards, the keyways (38) may instead be arranged at the inner side face (9a).

백보드(16)는 탭 체인저 및 변압기 유체(3 및 13)에 대해 불침투성이고 변압기의 작동 동안 탭 체인저와 변압기 유체 사이에서 임의의 압력 차이 및 이와 관련된 임의의 구조적 변형을 견디기에 적합한, 적합한 재료(39)로 제조될 수도 있다. 재료(39)는 또한 백보드(16)가 변압기(10)의 건조 프로세스를 통과하도록 허용하기에 적합할 수도 있다. 재료(39)는 예를 들어, 에폭시 유리 재료, 예를 들어, 필라멘트 와인드를 포함하거나 이들로 이루어질 수도 있다.The backboard (16) may be manufactured from a suitable material (39) that is impermeable to the tap changer and transformer fluids (3 and 13) and suitable to withstand any pressure differential and any structural deformation associated therewith between the tap changer and transformer fluids during operation of the transformer. The material (39) may also be suitable to allow the backboard (16) to pass through a drying process of the transformer (10). The material (39) may comprise or consist of, for example, an epoxy glass material, for example, filament wound.

배리어(2)가 종방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 것을 돕고 배리어의 열적 및 구조적 이동을 최소화하기 위해, 백보드(16)의 종방향 측면들(34)에는 상기 종방향 측면들로부터 외측으로 연장되는 돌출부들(37)이 제공될 수도 있다. 돌출부들(37)은 예를 들어 고정 시스템, 예를 들어 프로파일들(8) 내의 대응하는 리세스들(recesses) 또는 홀들과 맞물릴 수도 있고, 따라서 키들 및 키웨이들(만약 있다면)과 협력하거나 협력하지 않고, 종방향으로 배리어를 고정할 수도 있다. 도 3 의 예에서, 하나의 각각의 돌출부(37a 또는 37b)가 종방향 측면들(34a 및 34b)의 각각에, 예를 들어 그 중간에 제공된다.To help prevent longitudinal sliding of the barrier (2) and to minimize thermal and structural movement of the barrier, the longitudinal side faces (34) of the backboard (16) may be provided with protrusions (37) extending outwardly from said longitudinal side faces. The protrusions (37) may for example engage with corresponding recesses or holes in the fastening system, for example the profiles (8), and thus secure the barrier longitudinally, either with or without cooperating with the keys and keyways (if any). In the example of Fig. 3, one respective protrusion (37a or 37b) is provided on each of the longitudinal side faces (34a and 34b), for example in the middle thereof.

본 발명의 일부 실시양태들에서, 백보드는 외측면이 볼록한 형상을 갖고 내측면이 오목한 형상을 갖도록 아치형으로 형성된다. 그러나, 다른 실시양태들에서, 내측면은 볼록한 형상을 갖고, 외측면은 오목한 형상을 갖는다. 상기 논의된 바와 같이, 백보드는 1차원 또는 2차원으로 아치형일 수도 있지만, 종종 1차원으로만 아치형일 수도 있다.In some embodiments of the present invention, the backboard is formed in an arch shape such that the outer side has a convex shape and the inner side has a concave shape. However, in other embodiments, the inner side has a convex shape and the outer side has a concave shape. As discussed above, the backboard may be arched in one or two dimensions, although often it may be arched in only one dimension.

본 발명의 일부 실시양태들에서, 배리어(2)는 OLTC(1)의 탭 체인저 탱크(15)에 밀봉 고정됨으로써 밀봉 배치된다. 그러나, 다른 실시양태들에서, 배리어(2)는 추가적으로 또는 대안적으로 변압기 탱크(11)에 직접 밀봉식으로 고정될 수도 있어서, 아마도 탭 체인저 탱크(15)에 대한 필요성을 제거할 수도 있다.In some embodiments of the present invention, the barrier (2) is sealedly arranged by being sealingly secured to the tap changer tank (15) of the OLTC (1). However, in other embodiments, the barrier (2) may additionally or alternatively be sealingly secured directly to the transformer tank (11), possibly eliminating the need for a tap changer tank (15).

본 발명의 일부 실시양태들에서, 배리어(2)는 백보드의 종방향 단부 표면들(34)을 따라 백보드(16)의 내측 또는 외측 표면(9a 또는 9b), 바람직하게는 외측 표면(9b)에 키웨이(38)에 의해 밀봉식으로 배열된다. 일부 실시양태들에서, 배리어(2)는 백보드(16)의 종방향 단부 표면들(34)을 따라 배열된 배리어의 금속 프로파일들(8)에 의해 그리고 키웨이(38)와 맞물려 밀봉식으로 배열되며, 전형적으로 키웨이(들)(38)의 리세스들에 끼워지도록 구성된 프로파일들(8)에서의 돌출 키들에 의해 밀봉식으로 배열된다.In some embodiments of the present invention, the barrier (2) is sealingly arranged by keyways (38) on the inner or outer surface (9a or 9b), preferably the outer surface (9b), of the backboard (16) along the longitudinal end surfaces (34) of the backboard. In some embodiments, the barrier (2) is sealingly arranged by metal profiles (8) of the barrier arranged along the longitudinal end surfaces (34) of the backboard (16) and in engagement with the keyways (38), typically by protruding keys in the profiles (8) configured to fit into recesses of the keyway(s) (38).

본 발명의 일부 실시양태들에서, OLTC는 변압기 탱크(11)의 측벽(12)의 개구에 밀봉 배열된다. 이는 변압기 탱크(11)의 외부에서 OLTC(1)의 설치 및 접근을 용이하게 할 수도 있다.In some embodiments of the present invention, the OLTC is sealedly arranged in an opening in a side wall (12) of the transformer tank (11). This may facilitate installation and access of the OLTC (1) from outside the transformer tank (11).

본 발명의 일부 실시양태들에서, 백보드(16)는 에폭시 유리 재료(39)의 것이다. 일부 실시양태들에서, 백보드(16)는 에폭시 유리 재료(39)의 필라멘트 와인딩으로 제조된다. 따라서, 결과적인 재료(39)는 전기적으로 절연성이고 강할 수도 있고, 변압기의 건조 프로세스를 견딜 수 있고, 이에 의해 백보드가 건조 전에 변압기(10)에 설치될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the backboard (16) is of an epoxy glass material (39). In some embodiments, the backboard (16) is manufactured by filament winding of the epoxy glass material (39). Thus, the resulting material (39) may be electrically insulating and strong and capable of withstanding the drying process of the transformer, thereby allowing the backboard to be installed to the transformer (10) prior to drying.

본 개시는 주로 몇몇 실시양태들을 참조하여 상기 설명되었다. 하지만, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 쉽게 이해되는 바와 같이, 상기 개시된 것들 외의 다른 실시양태들도 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 바와 같이 본 개시의 범위 내에서 동등하게 가능하다.The present disclosure has been described above primarily with reference to certain embodiments. However, as will be readily appreciated by those skilled in the art, other embodiments than those disclosed above are equally possible within the scope of the present disclosure as defined by the appended claims.

Claims

As an on-load tap changer (OLTC) (1) for a fluid-filled power transformer (10),
The above OLTC is,
A barrier (2) arranged in a sealing manner to separate the electrical insulating tap changer fluid (3) of the OLTC from the electrical insulating transformer fluid (13) in the transformer tank (11) of the power transformer;
A changer switch unit (4) arranged in the above tap changer fluid (3) and fixed to the inner surface (9a) of the backboard (16) of the barrier; and
It includes a tap selector unit (5) arranged in the transformer fluid (13) and fixed to the outer surface (9b) of the backboard,
The above-mentioned switching unit and the above-mentioned tap selector unit are galvanically connected to each other through phase holes (33) in the backboard,
An OLTC characterized in that the backboard (16) is formed in an arch shape so that the backboard is shaped like a longitudinal envelope cross section of a circular, elliptical or parabolic cylinder.

In paragraph 1,
The above backboard (16) is an OLTC formed in an arch shape so that the outer surface (9b) has a convex shape and the inner surface (9a) has a concave shape.

In paragraph 1,
The above barrier (2) is sealedly fixed to the tap changer tank (15) of the OLTC (1) and arranged in a sealed manner.

In paragraph 1,
The above barrier (2) is arranged sealingly by keyways (38) on the inner or outer surface (9a; 9b) of the backboard (16) along the longitudinal end surfaces (34) of the backboard.

In paragraph 4,
The above barrier (2) is arranged along the longitudinal end surfaces (34) of the above backboard and is sealedly arranged by metal profiles (8) that engage with the keyway (38).

In paragraph 1,
The above OLTC (1) is an OLTC that is arranged in a sealing manner in the opening of the side wall (12) of the transformer tank (11).

In paragraph 1,
The above backboard (16) is made of epoxy glass material (39), OLTC.

In paragraph 7,
The above backboard (16) is an OLTC made of filament winding of the above epoxy glass material (39).

As an arched backboard (16) of a barrier (2) for separating an electrical insulating tap changer fluid (3) of an OLTC (1) from an electrical insulating transformer fluid (13) in a transformer tank (11) of a power transformer (10),
The above backboard,
Phase holes (33) for communicating the changer switch unit (4) arranged in the tap changer fluid (3) and fixed to the inner surface (9a) of the backboard with the tap selector unit (5) arranged in the transformer fluid (13) and fixed to the outer surface (9b) of the backboard; and
In order to ensure that the above barrier is arranged in a sealing manner in the above OLTC, a keyway (8) is included on the inner or outer face (9a; 9b) along the longitudinal end surfaces (34) of the above backboard,
A backboard characterized in that the backboard is formed in an arch shape so that the backboard is shaped like a longitudinal envelope cross section of a circular, elliptical or parabolic cylinder.

In Article 9,
The above backboard (16) is a backboard made of epoxy glass material (39).

In Article 10,
The above backboard (16) is a backboard made of filament winding of the above epoxy glass material (39).

A fluid-filled power transformer (10) comprising an OLTC (1) according to any one of claims 1 to 8.